Nanoáram nanoforrásokból

Nanoáram nanoforrásokból

Az új fejlesztésű nanogenerátorok olyan mechanikus környezeti energiaforrások felhasználásával képesek folyamatos egyenáramot szolgáltatni, mint az ultraszonikus hullámok, mechanikus rezgések, vagy akár a véráramlás - hatékony megoldást kínálva a nanoszerkezetek energiaellátásának régi problémájára. Az elemek és más hagyományos áramforrások mindig is túl nagynak bizonyultak és így jelentősen korlátozták a nano-méret előnyeinek kihasználhatóságát. Ezen felül az elemek mérgező anyagokat is tartalmaznak (mint például a lítium és kadmium), és ezért testen belül alkalmazandó orvosi eszközök esetében sem használhatóak. Az új nanogenerátor azonban teljesen tiszta, kompatibilis a testtel és minden további nélkül alkalmazható például a testen belül elhelyezett vezeték nélküli véráram- és vérnyomásmérő készülékek áramellátására is. De ugyanígy elhelyezhetőek a cipőnkben is, hogy aztán minden lépésünk áramot fejleszthessen és így elláthasson apró elektromos eszközöket. A nanogenerátorok bármiből képesek áramot fejleszteni, ami megmozatja a bennük elhelyezett nanohuzalokat.

A gyártási folyamat első lépéseként egy gallium-arzenid, zafír vagy rugalmas polimer-szubsztrátumra függőlegesen elrendezett nanohuzalokat növesztenek, egymástól megközelítőleg fél mikron távolságra. Az áramot a szubsztrátum tetejére növesztett cink-oxid réteg gyűjti be. A kutatók ezen felül "cikk-cakk" szilikon-elektródákat is előállítanak, amelyek több ezer nano-méretű, platina-bevonattal vezetővé tett hegyet tartalmaznak. Az elektródát ezt követően ráhelyezik a nanohuzal-hálózatra, épp csak annyi helyet hagyva, hogy azok szabadon mozoghassanak a hegyek közti résekben. Amikor aztán ezek a hullámok, rezgések, vagy más mechanikus behatások által mozgásba lendített nanohuzalok újra és újra hozzáérnek a hegyekhez, átadják azoknak az elektromos töltésüket. Ennek a több száz, folyamatosan mozgásban tartott nanohuzal által termelt parányi árammennyiségnek a begyűjtésével tehát ezek a generátorok nano-amperben mérhető egyenáramot termelnek.

A Georgia Institute of Technology berkein belüli School of Materials Science and Engineering Regents'-díjas professzora, Zhong Lin Wang és nanotechnikai kutatócsoportja becslései szerint az általuk fejlesztett nanogenerátorok akár 4 wattot is termelhetnek köbcentiméterenként - ezzel a mennyiséggel pedig már nanoeszközök igen széles skáláját működtethetnék: például testbe ültetett bioszenzorokat, környezetvédelmi figyelő- és mérőeszközöket, vagy akár nanorobotokat is. Az áramtermelés hatékonyságának további optimalizálásán jelenleg is dolgoznak. Wang elmondása szerint van még mit finomítani a huzalok növesztésén, egyenletességén és sűrűségén, de reményeik szerint akár több millió vagy akár több milliárd nanohuzallal is termelhetnek áramot egyszerre, ami már valóban optimális eredménynek tekinthető.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward